(57)【要約】【課題】  立体視観察が容易、またはコンパクトな疲労感を軽減する立体視装置を提供すること。【解決手段】  光軸上の所定位置に、左側光学素子として頂角が光軸側を向いたプリズムＬ２を貼り合せた凸レンズＬと、右側光学素子として頂角が光軸側を向いたプリズムＲ２を貼り合せた凸レンズＲとがそれぞれ視点側から見て左右に配置されている。また、折り畳み可能な一対の表紙を基体としたもので、不使用時には書籍（または手帳）のように折り畳むことのできる書籍形式（手帳形式）のものである。さらに、光軸（ｚ軸）と立体視用画像面とが成す角度が直角からずれるように傾斜角θをもたせて構成することも効果的である。【選択図】  図１４
2005222026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両眼視差立体視による立体視装置であって、
立体視用に射影変換された右画像と左画像とを表示面上に備え、
当該表示面の法線と立体視手段を備えた立体視装置の光軸とが成す観察奥行方向の傾斜角は、０度と異なる角度に設定されていることを特徴とする立体視装置。
【請求項２】
前記立体視装置の光学系は前記光軸上に立体視観察用の透光部を備え、
当該透光部は左右の観察点を決定する位置に配置され、前記右画像と左画像の分離観察を可能としていることを特徴とする請求項１に記載の立体視装置。
【請求項３】
前記光軸上の左右の観察点決定位置に、横方向への屈折作用または拡大作用の少なくとも一方を有する光学素子を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の立体視装置。
【請求項４】
前記立体視装置の光学系は、前記左右の画像からの光を反射させるための凹面鏡を備え、当該凹面鏡により反射された左右画像を分離して立体視観察を可能とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の立体視装置。
【請求項５】
立体視用に設けられた右眼用画像および左眼用画像と、当該画像が配置された平面を望む光軸が通る透光部と、を備え、
前記透光部には、右側および左側の光学素子が左右の観察点を決定する位置に並設または接合されて設けられており、
前記右眼用画像および左眼用画像の各々は前記光学素子の個数に対応する数の画像に分割され、当該左右の分割画像を交互に配置することで観察画像が形成されており、
前記右眼用画像からの光束は前記左側および右側の光学素子により偏角を受けて右側観察点に集光される一方、前記左眼用画像からの光束は前記左側および右側の光学素子により偏角を受けて左側観察点に集光されることにより、前記左右の観察点において前記右画像と左画像の分離観察が可能となるように構成されて虚像を観察することを特徴とする立体視装置。
【請求項６】
前記左側光学素子と前記右側光学素子の各々の中心を結ぶ直線と前記光軸とが直交するように当該左右の光学素子の間に１つの中央部光学素子が設けられており、
当該中央部光学素子に対応する左右画像を前記観察画像の中心部に追加配置して観察用画像が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の立体視装置。
【請求項７】
前記左側光学素子および右側光学素子は、横方向への屈折作用または拡大作用の少なくとも一方を有する光学素子を備えていることを特徴とする請求項５または６に記載の立体視装置。
【請求項８】
前記左側光学素子および右側光学素子は、互いに反対方向に偏心している光学素子であることを特徴とする請求項５乃至７の何れかに記載の立体視装置。
【請求項９】
前記左側光学素子および右側光学素子は、前記左側光学素子および右側光学素子の光軸がそれぞれ観察者側に傾けて配置されている光学素子であることを特徴とする請求項５乃至８の何れかに記載の立体視装置。
【請求項１０】
前記透光部を囲んで窓枠を形成する透光部周縁部をさらに備え、該透光部周縁部越しに立体視を行なうよう構成されたことを特徴とする請求項５乃至９の何れかに記載の立体視装置。
【請求項１１】
前記透光部周縁部を含む平面に家型を形成する装置壁面部をさらに備えたことを特徴とする請求項１０に記載の立体視装置。
【請求項１２】
前記透光部と両眼とが所定の位置関係を保持するため頭部に固定するよう構成された装置固定部をさらに備え、
前記透光部は、両眼との距離に関し通常の眼鏡よりも離れた位置に保持されることを特徴とする請求項５乃至１１の何れかに記載の立体視装置。
【請求項１３】
少なくとも第１および第２の２つの反射鏡を備え、
前記第１の反射鏡は、前記右画像若しくは前記右眼用画像を反射して右側観察点へ集光させるとともに、前記第２の反射鏡は、前記左画像若しくは前記左眼用画像を反射して左側観察点へ集光させ、これにより前記左右の観察点において左右画像の分離観察が可能となるように構成されていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れかに記載の立体視装置。
【請求項１４】
前記右眼用画像および左眼用画像は立体視用に射影変換された画像であり、前記光軸方向に客観的奥行きを有するように傾斜されて配置されていることを特徴とする請求項５乃至１３の何れかに記載の立体視装置。
【請求項１５】
前記立体視装置の基体は冊子状に折り畳み可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至１４の何れかに記載の立体視装置。
【請求項１６】
観察者の視点位置を検出するための視点検出手段と、当該視点検出手段により検出された視点位置情報に基づいて前記画像の表示位置を決定する演算手段とを備え、
当該演算手段は、前記視点位置が立体視観察可能領域内にあるように画像表示位置を常時更新することを特徴とする請求項１乃至１５の何れかに記載の立体視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体視装置に関し、より詳細には、立体視観察が容易でかつコンパクトな立体視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
両眼視差用の左右画像をそれぞれ縦方向に短冊状に裁断し、１つ置きに相互に並べなおした画像を立体視用画像として用いる立体視装置としては、レンチキュラ方式（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）とパララックス・バリア方式（例えば、非特許文献１および非特許文献２参照）とが知られている。
【０００３】
図１（ａ）は、１枚の凸レンズで左右画像を分離する基本的原理の説明で、同時に、レンチキュラ方式による立体視の１レンズあたりの原理を説明するための図である（詳細にはレンチキュラ方式と異なる部分もある）。この図では、ｘ方向に一定間隔ｄだけ離隔されて２つの画像（右眼用画像Ｒ１および左眼用画像Ｌ１）が配置されており、その前方（観察者側）にはこれらの画像からの光を集光させるための凸レンズ１１が設けられている。画像Ｒ１から出た光は凸レンズ１１の作用により集光点Ｒに、画像Ｌ１から出た光は集光点Ｌに、それぞれ集光する。ここで、集光点ＲとＬの間隔を観察者の左右の眼の間隔に等しくなるように設定し、左右の眼を集光点ＲおよびＬにもってくると、観察者の左眼は画像Ｌ１からの光のみを受光し、右眼はＲ１からの光のみを受光することができる。
【０００４】
図１（ｂ）に示すように、このような右眼用画像Ｒ１および左眼用画像Ｌ１のペアを多数（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・・およびＬ１，Ｌ２，Ｌ３・・・）設けてディスプレイ１２とし、これらの画像ペアに対応するようにレンズの群(レンチキュラレンズ１３)を画像の直前に用意すれば、レンチキュラ方式になる。
【０００５】
上述の図１（ａ）に示した方式や図１（ｂ）に示したレンチキュラ方式はレンズにより左右画像を分離することにより立体視を可能とするものであるが、開口部のあるバリアを用いて左右画像を分離する方式には、１つの開口部の場合のパララックス・デバイダ方式と、多数のバリアがある場合のパララックス・バリア方式とがある。
【０００６】
図２は、パララックス・デバイダ方式による立体視の原理を説明するための図で、左眼用画像Ｌ１と右眼用画像Ｒ１とがｘ軸上に間隔ｄで配置され、その前方には小さな開口部２２（穴もしくはスリット）を有する遮光バリア２１が設けられている。左眼用画像Ｌ１および右眼用画像Ｒ１から出た光は、遮光バリア２１の開口部２２を通って、各々、観察者の左眼および右眼により受光される。
【０００７】
このような画像Ｌ１およびＲ１のペアを多数設け、画像ペアに対応するスリット状の開口部を多数有するパララックス・バリアを用意すれば、特殊なメガネを用いることなく各眼に対応する画像を分離して観察することができるパララックス・バリア方式の立体視が可能となる。
【０００８】
また、図２に示したパララックス・デバイダ方式は、遮光バリアに開かれた１つの開口部を通過して左右視線が交差する交差法の立体視方式である。左右視線が通過する開口部を左眼用、右眼用に左右それぞれの眼の前に用意し、左右視線が交差しないように左右画像をそれぞれの眼と並列に配置すれば、左右視線が交差しない平行法の立体視となる。この場合、遮光バリアに開かれた開口部の数は左眼専用、右眼専用の計２つである。
【０００９】
【非特許文献１】志水英二、岸本俊一共著、「ここまできた立体映像技術」（工業調査会）、p.56-67（2000年）
【非特許文献２】井上弘著、「立体視の不思議を探る」（オプトロニクス社）、p.72-78（2002年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、元になる視差の付いた左右画像を短冊状に裁断し、１つ置きに相互に並べなおした画像を立体視用画像とする上述のレンチキュラ方式およびパララックス・バリア方式では、非常に多数の短冊状の画像を並べて作製する必要があり、これらを多数のレンズや多数のスリットを介して観察するため、縦に多数の筋の入った立体視画像が観察されるなど、その立体視の品質は充分とは言い難い。
【００１１】
また、既存の殆どの立体視装置および前述した方法を採用する立体視装置では、観察面と画像面とが平行となるように構成され、観察者の光軸が画像面に垂直となるように配置する必要がある（垂直視方式）が、垂直視の場合には装置をコンパクトにすることが困難であることに加え、立体視のためのピント調節が一定となるために観察者を疲労させやすいという問題がある。
【００１２】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、疲労感の少ない立体視観察が可能でかつコンパクトな立体視装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、両眼視差立体視による立体視装置であって、立体視用に射影変換された右画像と左画像とを表示面上に備え、当該表示面の法線と立体視手段を備えた立体視装置の光軸とが成す観察奥行方向の傾斜角は、０度と異なる角度に設定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の立体視装置において、前記立体視装置の光学系は前記光軸上に立体視観察用の透光部を備え、当該透光部は左右の観察点を決定する位置に配置され、前記右画像と左画像の分離観察を可能としていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の立体視装置において、前記光軸上の左右の観察点決定位置に、横方向への屈折作用または拡大作用の少なくとも一方を有する光学素子を備えていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の立体視装置において、前記立体視装置の光学系は、前記左右の画像からの光を反射させるための凹面鏡を備え、当該凹面鏡により反射された左右画像を分離して立体視観察を可能とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、立体視装置であって、立体視用に設けられた右眼用画像および左眼用画像と、当該画像が配置された平面を望む光軸が通る透光部と、を備え、前記透光部には、右側および左側の光学素子が左右の観察点を決定する位置に並設または接合されて設けられており、前記右眼用画像および左眼用画像の各々は前記光学素子の個数に対応する数の画像に分割され、当該左右の分割画像を交互に配置することで観察画像が形成されており、前記右眼用画像からの光束は前記左側および右側の光学素子により偏角を受けて右側観察点に集光される一方、前記左眼用画像からの光束は前記左側および右側の光学素子により偏角を受けて左側観察点に集光されることにより、前記左右の観察点において前記右画像と左画像の分離観察が可能となるように構成されて虚像を観察することを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の立体視装置において、前記左側光学素子と前記右側光学素子の各々の中心を結ぶ直線と前記光軸とが直交するように当該左右の光学素子の間に１つの中央部光学素子が設けられており、当該中央部光学素子に対応する左右画像を前記観察画像の中心部に追加配置して観察用画像が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の立体視装置において、前記左側光学素子および右側光学素子は、横方向への屈折作用または拡大作用の少なくとも一方を有する光学素子を備えていることを特徴とする。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、請求項５乃至７の何れかに記載の立体視装置において、前記左側光学素子および右側光学素子は、互いに反対方向に偏心している光学素子であることを特徴とする。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、請求項５乃至８の何れかに記載の立体視装置において、前記左側光学素子および右側光学素子は、当該左側光学素子および右側光学素子の光軸がそれぞれ観察者側に傾いて配置されている光学素子であることを特徴とする。
【００２２】
請求項１０に記載の発明は、請求項５乃至９の何れかに記載の立体視装置において、透光部を囲んで窓枠を形成する透光部周縁部をさらに備え、透光部周縁部越しに立体視を行なうよう構成されたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の立体視装置において、透光部周縁部を含む平面に家型を形成する装置壁面部をさらに備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１２に記載の発明は、請求項５乃至１１の何れかに記載の立体視装置において、透光部と両眼とが所定の位置関係を保持するため頭部に固定するよう構成された装置固定部をさらに備え、透光部は、両眼との距離に関し通常の眼鏡よりも離れた位置に保持されることを特徴とする。
【００２５】
請求項１３に記載の発明は、請求項１乃至１２の何れかに記載の立体視装置において、少なくとも第１および第２の２つの反射鏡を備え、第１の反射鏡は、右画像若しくは右眼用画像を反射して右側観察点へ集光させるとともに、第２の反射鏡は、左画像若しくは左眼用画像を反射して左側観察点へ集光させ、これにより左右の観察点において左右画像の分離観察が可能となるように構成されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項１４に記載の発明は、請求項５乃至１３の何れかに記載の立体視装置において、右眼用画像および左眼用画像は立体視用に射影変換された画像であり、光軸方向に客観的奥行きを有するように傾斜されて配置されていることを特徴とする。
【００２７】
請求項１５に記載の発明は、請求項１乃至１４の何れかに記載の立体視装置において、立体視装置の基体は冊子状に折り畳み可能に構成されていることを特徴とする。
【００２８】
請求項１６に記載の発明は、請求項１乃至１５の何れかに記載の立体視装置において、観察者の視点位置を検出するための視点検出手段と、視点検出手段により検出された視点位置情報に基づいて画像の表示位置を決定する演算手段とを備え、演算手段は、視点位置が立体視観察可能領域内にあるように画像表示位置を常時更新することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、以下では光学素子の例として主として凸レンズを取り上げて説明するが、シリンダーレンズ、非球面レンズ、組合わせレンズ、プリズムなどの他の光学素子であってもよく、これらを組み合わせても良い。
【００３０】
図３は、本発明の立体視装置の構成原理を説明するための概念図で、図３（ａ）は光軸（ｚ軸）と立体視用画像面とが垂直となるように構成した状態の図であり、図３（ｂ）は光軸（ｚ軸）と立体視用画像面が垂直からずれるように構成した状態の図である。なお、立体視用画像は紙に表されたもののほか、紙に類する平板上に表されたものやディスプレイに表示されたもの、あるいは投影された画像などであってよい。
【００３１】
これらの図は、遮光バリア（射出瞳となる開口部を設けるとともに所定の視線を遮断するための部材）などに設けられた透孔（光を透過させる孔）である射出瞳３１を介して左右に配置された立体視用画像３２を観察する場合の例を示しており、観察者の左右の両眼の中心を原点として、左眼と右眼を結ぶ線をｘ軸、光軸方向をｚ軸、ｘ軸およびｚ軸と直交する方向をｙ軸としている。なお、図３において、射出瞳が１つで両眼観察する交差法の立体視装置とすることも、２つの射出瞳（透孔）を設けこれらの各々を左右それぞれの眼で観察する平行法の立体視装置とすることもできる。
【００３２】
なお、「透孔」は、光を透過させるための部分（透光部）を意味し、全くの孔のほか、透明ガラスやレンズなどのような光に対して透明な物体を備えた孔などをも含み得る。
【００３３】
（第１実施形態）
従来の立体視装置においては、図３（ａ）に示すように、光軸（ｚ軸）と立体視用画像面とは垂直に配置されているのに対して、本発明にかかる第１実施形態の立体視装置においては、図３（ｂ）に示すように、光軸（ｚ軸）と立体視用画像面とが成す角度が直角からずれるように、光軸と立体視用画像面の法線とが成す角度で定義される傾斜角θをもたせて構成される。したがって、光軸と立体視用画像面の法線とが成す角度は０度と異なる角度となる。
【００３４】
なお、図３（ｂ）に示した構成では、傾斜角θを正値として光軸（ｚ軸）と立体視用画像面とが成す角度を直角よりも大きな角度となるようにしたが、傾斜角θを負値として光軸（ｚ軸）と立体視用画像面とが成す角度を直角よりも小さな角度となるように構成することも可能である。
【００３５】
図３（ａ）のような垂直視（垂直視とは、奥行き方向との関係で視軸と画像面とが垂直なことであり、画面の横方向が垂直という意味ではない。）状態では、立体視用画像３２の上側と下側（すなわちｙ軸方向）で視点と立体視画像との距離Ｄ２はほぼ一定であるが、図３（ｂ）のように傾斜角θをもたせると、立体視用画像３２の上側と下側（すなわちｙ軸方向プラスｚ軸方向の値となる）では、視点と立体視画像との距離Ｄ２が異なることとなり客観的な奥行き（ｄ）がつくことになる。したがって、立体視用画像３２の上側を注視した場合と下側を注視した場合とでは、そのピント距離（ｚ軸方向の値）が異なることとなる。
【００３６】
このようなピント調節は、輻輳角とピント位置とが一致するという意味での正確なピント調節ではないものの、少なくとも、立体視用画像３２の上側を注視した場合と下側を注視した場合とでは毛様体筋が弛緩したり緊張したりすることでピント調節が行われることとなる。すなわち、輻輳角のみが変化する垂直視のようにピント位置が常に一定の場合には、そのピント位置を維持するために毛様体筋は常に緊張状態にあるのに対して、毛様体筋の運動によりピント調節を行う場合にはそのような緊張状態から開放されるために疲労することが少ないという結果となる。
【００３７】
また、傾斜による本発明のピント調節の特徴は、ピント調節が動的に処理できる装置、例えば輻輳角の変化に反応してピント調節距離が変化する装置にあるようなタイムラグや不安定な誤動作による輻輳角とピント調節距離の極端な不一致などの発生がなく、画像面が固定しているのでピント調節距離の変化が静的に作用する。輻輳角とピント位置は一致しないが、傾斜によるピント調節の変化量は小さく、注視点を移動したときに毛様体筋の緊張がほぐれる程度の作用しかない。その上、安定していて誤動作がない。したがって、輻輳角と傾斜の客観的奥行きによるピント位置との新たな不一致によって新たな疲労が発生する規模のピント調節距離の変化ではない。
【００３８】
また、視点と立体視用画像３２との距離Ｄ２および射出瞳３１と立体視用画像３２との距離Ｄ１を一定とすると、立体視装置のサイズＬは、図３（ａ）に示した垂直視の場合にはＬ＝Ｌ２＝Ｄ１であるのに対して、傾斜角θをもたせた図３（ｂ）の構成の場合にはＬ＝Ｌ１＜Ｄ１となり、装置そのものをコンパクトにすることができる。たとえば、本発明の立体視装置を折りたたみ式の冊子スタイルのものとして使用に際して展開して用いることとするような場合には、冊子の表紙などに相当することとなる側面３３の面積を小さくすることができ、小型の冊子で手軽に立体視を楽しむことが可能となる。なお、設置式の場合は、側面３３が射出瞳を設けた部材の支持部となるが、冊子スタイルと同様にコンパクトに折りたたんで収納可能となる。
【００３９】
また、このように傾斜角をもたせた場合には、立体視用画像を真上から覗く姿勢をとる必要がなくなるから、楽な姿勢で立体視を楽しむことも可能となるという利点もある。
【００４０】
さらに、立体視用画像が光の反射を利用して立体視する画像(反射原稿)である場合には、照明光が射出瞳を構成している部材や観察者の頭部などによって遮られることもなくなるため、十分な光量を確保できることにもなる。特に、交差法の場合は、小型(例えば明視距離の半分の長さ程度)であるにもかかわらず、遮光バリアの開口部と両眼との間に距離があるので、机上に交差法の装置を置いたときも「前のめり」になる必要がなく、読書時のような自然な姿勢で観察できる。
【００４１】
これらの原理や特徴は、平行法および交差法の場合とも共通である。ただし、平行法の場合は、左眼用と右眼用の射出瞳(レンズ、透孔など)がそれぞれ１つずつ計２つ必要で、両視線が交わらないように、左右の画像を順番で並列に配置するのに対して、交差法の場合は、左眼用と右眼用の共通の射出瞳(レンズ、透孔など)が１つ必要で、両視線が交わるように、左右の画像を反対の順番で並列に配置する、という相違がある。なお、これらの相違点は、他の立体視手段で傾斜立体視用画像を観察する立体視装置にも共通する。
【００４２】
実画像を直接観察する場合は実像を観察するが、凸レンズ等の光学素子を介する場合は虚像を観察する。図３（ａ）および図３（ｂ）では破線で虚像３４の位置を示しているが、虚像は画像表示面より遠くにできるので、上述の光学素子を介した立体視装置は、よりコンパクトにすることが可能である。虚像３４を観察する場合は、本発明の傾斜角は光軸と虚像面の法線とが成す角度であるのはいうまでもない。
【００４３】
ここで、本発明の傾斜角のついた立体視装置の立体視方式は、両眼視差による立体視であれば、ステレオペア方式、パララックス・バリア方式、偏光フィルタ方式、電子シャッター方式など、何れの方式によってもかまわない。両眼視差立体視とは、通常は、視差の付いた１組の画像を（右眼で右用画像を左眼で左用画像を）同時に観察する立体視方法をいうが、広義には、観察の瞬間に立体視成立の諸条件が成立しているもの全てを意味する。したがって、ここでは、例えば８つの視差をもつ画像を短冊状に並べたもの（多眼式）も含み得る。
【００４４】
図３（ｂ）に示すように傾斜角をもたせる立体視装置においては、立体視用画像を観察した場合に正常な画像として認識するために射影変換を行い、この変換後の画像を立体視用画像として使用する。以下では、射影変換後の画像を傾斜立体視画像と呼ぶ。
【００４５】
図４（ａ）は、傾斜立体視画像の作製方法を説明するための図である。ここでは、交差法による立体視を説明しているので、光軸４１を中心として、この光軸４１と垂直になるように、原画に相当する右眼用画像４２と左眼用画像４３をそれぞれ左側と右側に配置する。図４（ａ）では、これらの画像４２および４３は、右眼視線４４および左眼視線４５の線上であって、かつ、これらの視線４４および４５の交点Ｐよりも遠い点（図中でＰ点よりも左側）に配置されている。
【００４６】
なお、画像４２および画像４３を配置する位置は、画像４２が右眼視線４４上に、画像４３が左眼視線４５上に配置されるのであれば、交点Ｐよりも観察者側（図中でＰ点よりも右側）の位置でもよく交点Ｐ上の位置でもよい。ここで、輻輳角φは右眼視線４４と左眼視線４５の交差した角度で与えられる。なお、画像４２を右眼視線４４に垂直に配置し、画像４３を左眼視線４５に垂直に配置する方法もある。
【００４７】
右眼用画像４２および左眼用画像４３は、必要に応じて分割しておくこともできる。図４（ａ）ではこれらの画像を、図中に破線で示したように縦方向に２分割している。
【００４８】
右眼および左眼に相当する各視点（ＲおよびＬ）と画像４２および４３とを結ぶ線の延長線上に、面の上部（または下部）が奥行き方向に傾斜した２枚の射影面（右射影面４６および左射影面４７）を配置し、各視点（ＲおよびＬ）を基点として原画である右眼用画像４２と左眼用画像４３とを、それぞれ右射影面４６および左射影面４７に射影する。
【００４９】
図４（ａ）では、右眼の視点Ｒを基点として右眼用画像４２を右射影面４６上に射影することで右射影像が作成される様子を図中の矢印付き破線で示しており、このようにして得られる右射影像４８が右眼用傾斜立体視画像となる。なお、同様の手順により得られる左射影像４９が左眼用傾斜立体視画像となる。
【００５０】
図４（ｂ）は、このようにして得られた傾斜立体視画像の様子を説明するための図で、右射影像４８および左射影像４９は、原画（４２および４３）の正方形状を反映して矩形を有するが、右射影面４６と左射影面４７の上部を奥行き側に傾斜させて射影を行ったことにより、上辺が底辺よりも長い矩形となっている。
【００５１】
図４（ａ）の輻輳角φを小さい角度にした場合、右眼視線４４と左眼視線４５が各視点と投影面の間で交差しない構成となる。その場合は、いわゆる平行法の構成となる。従って、傾斜立体視画像は平行法による立体視も可能である。その場合は、左眼視線と右眼視線が交差せず、光軸４１を中心として、この光軸４１と垂直になるように、原画に相当する右眼用画像４２と左眼用画像４３をそれぞれ右側と左側に配置する。要するに、右目視線上に右眼用画像４２を、左眼視線上に左眼用画像４３に配置し、各視点（ＲおよびＬ）を基点として原画である右眼用画像４２と左眼用画像４３とを、それぞれ右射影面４６および左射影面４７に射影する（図７に平行法の傾斜立体視画像が表されている）。上述の射影変換を、コンピュータのプログラム上で処理することも可能である。
【００５２】
このようにして得られた平行法の傾斜立体視画像は交差法の場合と多少異なり、それぞれが独立した逆台形上の図形となる。
【００５３】
なお、傾斜角の角度θは、視点、射出瞳と画像の距離や表示面の種類によっても異なるが、一般には３度から７０度とするのがよく、さらに好ましくは５度から６０度の範囲とするのがよい。
【００５４】
なお、光学素子を介して傾斜立体視画像を観察する場合は、視線が介する光学素子によって発生する収差を考慮して傾斜立体視画像を補正するのは当然である。また、平行法の立体視画像は平行法用のビュアーで、交差法の立体視画像は交差法用のビュアーで、観察することとするのはいうまでもない。
【００５５】
また、観察する傾斜立体視画像が虚像の場合には、所定の傾斜角は虚像面の法線と光軸との角度になるように構成する。光軸上に設置した光学系で「煽り」を付けて傾斜立体視画像を観察する場合、上記の光学系で観察した煽りの付いた像と光軸とに所定の傾斜角を付ける。その場合、光軸と射出瞳の角度は垂直以外となる。なお、元になる立体視用画像はステレオペア写真でも３ＤＣＧ（3次元コンピュータグラフィック）等で作製されたものでもよく、静止画でも動画でもよい。動画の場合は動画対応可能なディスプレイに表示する。
【００５６】
また、画像の種類全てではないが、傾斜立体視画像に撮影基線長比を大きくした立体視画像を使用すると豊かな立体感が不快感も少なくして感知可能なことが実験によって確かめられた。ここで、上記傾斜立体視左右画像の元の立体視左右画像の撮影時の撮影基線長比（基線長／撮影距離）であるが、通常より大きい４分の１から１０分の１でも、眼に負担の少ないリアルな立体視が得られる。オブジェクト撮影時（近接撮影）は３分の１から３０分の１で、風景撮影時は８分の１から２００分の１の範囲がよく、より好ましくは、オブジェクト撮影時は４分の１から２０分の１で、風景撮影時は１０分の１から１００分の１の範囲である。
【００５７】
（実施例１）
立体視可能でかつ観察者の眼の負担が大きくならない程度の輻輳角は、レンズなどの光学部品を用いなくとも、遮光バリアの開口部の幅を小さくすることによっても得ることができる。
【００５８】
図５は、本発明の立体視装置の第１の構成例を説明するための図で、図５（ａ）は使用時の状態を、図５（ｂ）は収納時の状態を示している。図５（ｂ）に示すように、この立体視装置は折り畳み可能な一対の表紙を基体としたもので、不使用時には冊子（または書籍）のように折り畳むことのできる冊子形式（書籍形式）のものである。
【００５９】
この立体視装置は、第１の表紙５１と第２の表紙５２とを基体として構成されており、これらの表紙には図５（ａ）に図示されているようなストッパ５７が設けられている。第１の表紙５１の上には、観察側から見て左側に右傾斜立体視画像５５が、右側に左傾斜立体視画像５６が配置されている。この立体視装置を使用する際には、２つのストッパ５７により、第１の表紙５１と第２の表紙５２の成す角度（この角度が傾斜角を決定する）、および、第２の表紙５２を折り曲げることで形成される遮光バリア５３とその余の第２の表紙５２の部分との成す角度（９０度）、を固定する。この場合の傾斜角θは２０度である。
【００６０】
第２の表紙５２のうちの遮光バリア５３となる部分には射出瞳である開口部５４が設けられており、この開口部５４を介して右傾斜立体視画像５５および左傾斜立体視画像５６を観察すると、左眼では遮光バリア５３により右傾斜立体視画像５５が隠される一方、右眼では遮光バリア５３により左傾斜立体視画像５６が隠される。すなわち、右眼は右傾斜立体視画像５５のみを観察し、左眼は左傾斜立体視画像５６のみを観察することとなるから、左右画像の分離観察が容易に行えることとなる。
【００６１】
ところで、傾斜した方向から観察したときに正常な画像として観察される画像を、何らのガイドまたは手掛りもない状態で所定の方向から正確に観察することは極めて困難である。このことは、観察画像の縦横での比例関係を所定の関係に設定する必要がある場合に特に顕著である。立体視が不得意な者を含む多数の観察者が、傾斜した方向から観察したときにはじめて正常に見える画像を観察するに際しては、特定の適正な観察方向を誘導するための補助が必要となる。また、このときに、画像が傾斜しているという仕掛けを隠すとより効果的である。
【００６２】
遮光バリア５３は、傾斜立体視画像が正常な画像として認識される観察方向を観察者に誘導する役割を果たし、傾斜立体視画像が傾斜していることを端的に表す画像の表示面の縁を隠し、同時に、立体視のために必要な左右画像の分離を行わせるという機能を有する。なお、後述する装置に設置された遮光バリアも同様な機能をもつ。
【００６３】
また後で詳説するが、遮光バリアの開口部の幅が狭いので、遮光バリアを黒色で作製し、開口部の左右部分を灰色(遮光バリアの明度と４以内の明度差)にする（図５（ａ）中の拡大図を参照）。
【００６４】
（実施例２）
図６は、本発明の立体視装置の第２の構成例を説明するための図で、図６（ａ）は使用時の状態を、図６（ｂ）は収納時の状態を示している。この立体視装置もまた、図６（ｂ）に示すように、この立体視装置は折り畳み可能な一対の表紙を基体としたもので、不使用時には書籍（または手帳）のように折り畳むことのできる書籍形式（手帳形式）のものである。
【００６５】
この立体視装置は、第１の表紙６１と第２の表紙６２とを基体として構成されており、これらの表紙には図６（ａ）に図示されているようなストッパ６７が設けられている。第１の表紙６１の上には、観察側から見て左側に右傾斜立体視画像６５が、右側に左傾斜立体視画像６６が配置されている。この立体視装置を使用する際には、２つのストッパ６７により、第１の表紙６１と第２の表紙６２の成す角度（この角度が傾斜角を決定する）、および、第２の表紙６２を折り曲げることで形成される遮光バリア６３とその余の第２の表紙６２の部分との成す角度（９０度）、を固定する。
【００６６】
第２の表紙６２のうちの遮光バリア６３となる部分には凸レンズ６８を有する開口部６４が設けられており、この凸レンズ６８を介して右傾斜立体視画像６５および左傾斜立体視画像６６を観察すると、遮光バリア６３の作用により、右眼は右傾斜立体視画像６５のみを観察し、左眼は左傾斜立体視画像６６のみを観察することとなるから、左右画像の分離観察が容易に行えることとなる。
【００６７】
右傾斜立体視画像６５と左傾斜立体視画像６６は、第１の表紙６１と第２の表紙６２とのなす角度と射出瞳の位置によって決まる傾斜角（すなわち、右傾斜立体視画像６５および左傾斜立体視画像６６を望む光軸が第１の表紙６１となす角度）と凸レンズ６８の収差とを考慮して作成されている。この場合の傾斜角は２５度で作製した。
【００６８】
このように開口部６４に凸レンズ６８を設けると、凸レンズの像拡大機能により、拡大した虚像が実画像より遠くに形成されるため、装置全体をコンパクトにすることが可能となる。その上、レンズの屈折作用により輻輳角を小さくすることができるため、観察に無理のない輻輳角で立体視観察が可能となる。なお、凸レンズはシリンダーレンズ、非球面レンズであってもよく、組み合わせレンズであってもよい。
【００６９】
実施例１および実施例２で示した装置は交差法による立体視装置の例である。上述したように、右眼と左眼の前方の所定の位置に、並列にそれぞれの傾斜立体視画像を配置する構成にして平行法の装置とすることが可能である。この場合、左眼用、右眼用の一対の射出瞳(透孔、レンズなど)を用意し、光軸上の眼の前に設置する。
【００７０】
例えば、図７に示すように、図６（ａ）に示した交差法による立体視装置に左眼用、右眼用それぞれ１つずつの凸レンズ（６８ａ、６８ｂ）の射出瞳を設け、観察側から見て並列に配置された画像（左側に配置された右傾斜立体視画像６５と右側に配置された左傾斜立体視画像６６）を観察することとすれば、平行法による立体視装置とすることができる。
【００７１】
図７に示す装置の左右各々の光軸上の凸レンズの前または後に、頂角が光軸側を向くプリズムを追加したり、光軸を曲げる１枚または２枚の鏡を追加して２鏡式のビュアーまたは４鏡式のビュアーにすることも可能である。左右各々の凸レンズを横方向に光軸と反対側に移動して、光束を偏芯させることも可能である。
【００７２】
なお、実施例１の図５および本実施例の図６に示したような交差法による遮光バリアを用いた装置では、開口部の幅が狭くなる（両眼幅以下で通常４ｃｍ以下程度、光学素子が有るものは多少広くできる）。その上、遮光バリアの開口部と眼との間に距離があるため、開口部の幅が狭くなると極端に視野が狭くなる。特に、遮光バリアが黒色の素材の場合には、視野の両端が狭くなり、視野が欠けて見えなくなる病気のような感覚がして眼に痛みを感じる。
【００７３】
そこで、このような痛みを和らげるために、上述した遮光バリアの開口部の左右両側を、観察画像の画素全体の平均値の明度の近傍の明度をもつ素材で作製する（図５（ａ）および図６（ａ）中の拡大図を参照）。例えば、遮光バリアを黒色または白色で作製し、開口部の左右部分を観察画像に近い明度の灰色にする。
【００７４】
観察画像の画素全体の平均値の明度と上述の遮光バリアの左右部の明度との差は、白を１０、黒を０とすると、４以内に設定すると効果的であり、３以内に設定するのが好ましい。発光または透過光が関わる場合は、視点で観測する明るさとする。このような明度差設定は、本発明の遮光バリアで視線を遮断する装置全体に適用できる。
【００７５】
（実施例３）
図８は、本発明の立体視装置の第３の構成例を説明するための図で、この立体視装置では、傾斜立体視画像の上部を奥行き方向に傾けて配置し、所定の方向から観察するように光軸を傾斜させ、この光軸上の所定位置に、左側光学素子として頂角が光軸側を向いたプリズムＬ２を貼り合せた凸レンズＬと、右側光学素子として頂角が光軸側を向いたプリズムＲ２を貼り合せた凸レンズＲとがそれぞれ視点側から見て左右に配置されている。なお、この立体視装置もまた、折り畳み可能な一対の表紙を基体としたもので、不使用時には書籍（または手帳）のように折り畳むことのできる書籍形式（手帳形式）のものである（図８で冊子基体を破線で表している）。
【００７６】
以下では、視点より見て右側にある光学素子を右側光学素子、左側にある光学素子を左側光学素子と記し、光軸と交わる中央にある光学素子を中央部光学素子と記す。すなわち、「中央部光学素子」は素子の中心が光軸上に配置されているもの、「右側光学素子」は素子の中心が観察者から見て光軸の右側に配置されているもの、「左側光学素子」は素子の中心が観察者から見て光軸の左側に配置されているものとして各々が定義される。
【００７７】
第１の表紙７１の上には、第１の右傾斜立体視画像７５ａ、第１の左傾斜立体視画像７６ａ、第２の右傾斜立体視画像７５ｂ、第２の左傾斜立体視画像７６ｂが、この順序で所定の間隔を有するように配置されており、所定の傾斜角となるように第２の表紙７２を展開した状態で開口部７４を開いた光学素子支持部材７３に設けられたプリズムＬ２を貼り合せた凸レンズＬ(左側光学素子)およびプリズムＲ２を貼り合せた凸レンズＲ(右側光学素子)を介して、所定の観察位置から各傾斜立体視画像を同時に観察する。なお、光学素子支持部材７３は平板で構成され遮光板を兼ねている。
【００７８】
右傾斜立体視画像７５ａからの光束はプリズムＬ２付き凸レンズＬ(左側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して観察者の右眼に到達する。なお、各画像の光軸側を内側、光軸と反対側を外側と定義する。左傾斜立体視画像７６ａからの光束はプリズムＬ２付き凸レンズＬ(左側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して観察者の左眼に到達する。右傾斜立体視画像７５ｂからの光束はプリズムＲ２付き凸レンズＲ(右側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して観察者の右眼に到達する。左傾斜立体視画像７６ｂからの光束はプリズムＲ２付き凸レンズＲ(右側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して観察者の左眼に到達する。ここで光学素子から出射した光が「外側に偏角して」いることに特別の意味があるが、これはプリズム、偏芯レンズ及び光学素子の光軸の傾斜とも関係し、実施例４の図９（ａ）と原理が同一なので後で一括して説明する。
【００７９】
したがって、観察者の左眼には第１の左傾斜立体視画像７６ａと第２の左傾斜立体視画像７６ｂが横方向に連続する左眼用画像として観察される一方、右眼には第１の右傾斜立体視画像７５ａと第２の右傾斜立体視画像７５ｂが横方向に連続する右眼用画像として観察される。
【００８０】
ここで、第１の右傾斜立体視画像７５ａと第２の右傾斜立体視画像７５ｂは、１枚の右眼用画像を２分割したものである。従って、第１の右傾斜立体視画像７５ａと右傾斜立体視画像７５ｂを繋ぎ合わせると１枚の右眼用画像になる。これと同様に、第１の左傾斜立体視画像７６ａと第２の左傾斜立体視画像７６ｂは、１枚の左眼用画像を２分割したものであり、これらの左傾斜立体視画像を繋ぎ合わせると１枚の左眼用画像になる。
【００８１】
また、凸レンズＲ及び凸レンズＬはレンズの元の光学中心が立体視装置の光軸と反対側にズレている偏心レンズである。偏心レンズを用いることで傾斜立体視画像からの光束をより大きく偏角させることが可能となる。
【００８２】
さらに、右側光学素子および左側光学素子に、光軸側に頂角を向けたプリズムを偏心凸レンズにそれぞれ張り合わせしたので、凸レンズの偏心による偏角とプリズムの偏角とを合わせた偏角の値が得られる。このプリズムの頂角は７度である。
【００８３】
なお、これらの偏心凸レンズとプリズムとを一体のプリズム体にしてもよい。これにより偏心凸レンズとプリズムの偏角が複合して作用するので光学素子を薄くすること又は収差を小さくすることが可能で、かつ、立体視用の左右画像が大きな画像である場合でも無理のない輻輳角での観察が可能となる。
【００８４】
その上、前記右側光学素子および左側光学素子を観察者側に傾けて、前記右側光学素子および左側光学素子の光軸を観察者側に傾けている。これによってレンズ収差を低減できる。
【００８５】
ここで、各傾斜立体視画像（７５ａ、７６ａ、７５ｂ、７６ｂ）は互いに所定の間隔を有するように配置されている。これらの間隔は、左右両眼の所定観察位置から観察した場合には死角となり、いわゆる「遊び」の領域となる。
【００８６】
この空白部分にそれぞれの画像を延長すれば(最大空白部分の半分までとなるが)、視点の立体視可能領域に余裕(遊び)ができ、観察者が多少、頭を左右に動かしても立体視可能領域に収まる。このため、頭が多少動いても立体視が可能となるから、観察者の緊張が小さくなり疲労が低減される。上述の「遊び」の領域は実施例４にもある。
【００８７】
このように、左右分離観察が無理のない輻輳角で行うことができることに加え、これらの傾斜立体視画像には、画像の上部と下部とで客観的奥行きが設けられているから、この間を注視点が移動することによって眼球の毛様体筋が弛緩と緊張を繰り返し眼の疲労を低減させることができる。
【００８８】
また、レンチキュラ方式にある逆立体視やグレーゾーン(立体視が成立しているか成立していないか不明な領域)がないことに加え、左右画像の分割数が非常に少ない(従って接合部も少ない)ので立体視可能領域から外れたことが明確に視認できるので、自覚的に視点位置の修正が可能となり疲労軽減に効果がある。
【００８９】
（実施例４）
図８に示した立体視装置では、右側光学素子と左側光学素子との２つのプリズム付き凸レンズを備える構成とした。このような２つのレンズを中心部で接合させて画像観察すると、人間の眼は中心部の感度が極めて高いために、レンズの接合部に起因する画像の継ぎ目が目立つ結果となる。そこで、本実施例の立体視装置では、このような画像の継ぎ目を左右にずらして継ぎ目を目立たなくすることを目的として、２つの凸レンズの間にもう１つの凸レンズ(中央部光学素子)を追加して、レンズの接合部を左右に振り分ける。この凸レンズの追加に対応させて、中央部光学素子用の右傾斜立体視画像片および左傾斜立体画像片を１枚ずつ追加する。
【００９０】
図９（ａ）はこのような光学系の構成をとる立体視装置の構成概念図であり、その基本構成は図８に示したものと同様であるので、簡略化のためにレンズと傾斜立体視画像の部分のみを示している。これらを上から見た図である。
【００９１】
この立体視装置では、光軸を中心にして左右対称に、図中左側に第１の右傾斜立体視画像８１ａ、第１の左傾斜立体視画像８２ａおよび第２の右傾斜立体視画像８１ｂを配置し、右側に第２の左傾斜立体視画像８２ｂ、第３の右傾斜立体視画像８１ｃおよび第３の左傾斜立体視画像８２ｃを配置している。
【００９２】
当然のことであるが、第１〜３の右傾斜立体視画像は１枚の右眼用画像を３分割したものであり、第１〜３の左傾斜立体視画像は１枚の左眼用画像を３分割したものであるから、これらの傾斜立体視画像を横に連結させると１枚の右眼用画像または左眼用画像となる。
【００９３】
レンズ系は、中心の凸レンズＣの左右に、左右対称に凸レンズＬにプリズムＬを貼り合せたものと、凸レンズＲにプリズムを張り合わせたものを接合させ、これらのレンズを傾斜立体視画像と観察者の眼との間に配置する。
【００９４】
なお、凸レンズＬと凸レンズＲはレンズの元の光学中心が立体視装置の光軸と反対側にズレている偏心凸レンズである。したがって偏心凸レンズとプリズムとの偏角の値が合計されて偏角が作用する。各凸レンズとプリズムを一体にしてもよく、中央部の凸レンズを含めた光学素子全体を一体に作製してもよい。
【００９５】
第１の右傾斜立体視画像８１ａからの光束はプリズムＬ付き凸レンズＬ(左側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して右眼に到達する。第１の左傾斜立体視画像８２ａからの光束はプリズムＬ付き凸レンズＬ(左側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して左眼に到達する。中央部光学素子用の第２の右傾斜立体視画像８１ｂからの光束は凸レンズＣ(中央部光学素子)に入射し、出射して右眼に到達する。央部光学素子用の第２の左傾斜立体視画像８２ｂからの光束は凸レンズＣ(中央部光学素子)に入射し、出射して左眼に到達する。第３の右傾斜立体視画像８１ｃからの光束はプリズムＲ付き凸レンズＲ(右側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して右眼に到達する。第３の左傾斜立体視画像８２ｃからの光束はプリズムＲ付き凸レンズＲ(右側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して左眼に到達する。
【００９６】
したがって、左右両眼で所定観察位置からプリズムＬ付き凸レンズＬ(左側光学素子)、凸レンズＣ(中央部光学素子)およびプリズムＲ２付き凸レンズＲ(右側光学素子)を介して各画像を同時観察すると、左眼では第１〜３の左傾斜立体視画像が横に連続した左眼用画像が、右眼では第１〜３の右傾斜立体視画像が横に連続した右眼用画像が、各々、無理のない輻輳角で観察される。
【００９７】
ここで、前述した「左側光学素子に左右立体視画像からの光が入射して、外側（光軸と反対方向）に偏角して出射してそれぞれ左右眼に到達すること」の意味について説明する（右側光学素子も左右対称に考えればよいので説明は省略する）。外側に偏角するということは、上記左右立体視画像をより光軸の外側に配置することが可能なことで、同時に前記左右立体視画像の各々の横幅を大きくできるということである。
【００９８】
これは凸レンズとそれに付加するプリズム及び偏心レンズ並びにレンズの光軸の傾きにも関係する問題なのでこれらを一括して説明する。
【００９９】
図９（ｂ）を参照すると、図１（ａ）で示した凸レンズを横に単純に複数枚並べ、夫々の光学素子に対応する画像を用意すれば、１枚の凸レンズより広い視野が得られる（これはレンチキュラ方式とは微妙に異なる）。この場合には各々の凸レンズの光軸は平行になる。
【０１００】
しかし、単純に凸レンズを並べ、これに対応する左右画像を所定位置に配置しただけでは画像が重複する現象が起きる（８２ａと８１ｂ、および、８２ｂと８１ｃ）。これを回避するには各々の画像の幅を小さくすればよいが、観察可能な領域が狭まり、視野が狭くなる(レンチキュラ方式では右画像および左画像の幅はこれに対応するレンズ幅の半分の幅にしている)。視野が狭い装置はこれでも良い。この場合でも、一対の右画像と左画像を結んだ中心とそれらに対応する光学素子の中心とを結んだ線が観察者側に傾いている等、レンチキュラ方式とは明らかに異なる構成である。さらに、視野が広い（すなわち画像の幅が大きい）装置にするためには下記の（イ）や（ロ）の構成にすることで実現することができる。  
（イ）凸レンズの偏角を大きくして、画像を光軸の外側方向に移動する。プリズム、偏心レンズなどで偏角を調整することが可能である。  
（ロ）光学素子そのものを観察者側に傾け、画像を光軸の外側方向に移動する。
【０１０１】
これらの構成によって、実用的なレンズ収差の範囲内で、例えば図９（ｂ）に示した装置で最適化した左右画像より大きな左右画像を観察可能になるが、前述したように「左側光学素子に前記光学素子に対応する左右立体視画像からの光がそれぞれ入射して、外側に偏角して出射してそれぞれ左右眼に到達する光路構成となる」のである。内側に偏角して出射した光路構成では画像幅が小さくなる。
【０１０２】
レンズ系は図９（ａ）に示した態様に限定する必要はなく、図１０（ａ）および（ｂ）に例示したように、中心の凸レンズの左右に配される凸レンズを観察者側に傾けないで接合したもの（図１０（ａ））、中心の凸レンズの左右に複数の凸レンズを配して構成されているもの（図１０（ｂ））などの他、これらのレンズ系の左右光学素子にプリズムを付加したものなどであってもよい。
【０１０３】
なお、図９（ａ）に示した立体視装置は、一見、レンズ数を少なくしたレンチキュラレンズ方式の立体視装置と類似しているが、レンチキュラレンズ方式では必要とされるレンズ数および短冊状画像が極めて多く、かつ、各レンズの２分の１の幅の短冊状画像を規則正しく配列必要があり、レンズ数を数枚とした場合にはレンズが大きくなりすぎ立体視装置が事実上実現できない方法である。また、レンチキュラレンズ方式は画像の直前にレンズ部を密着させて実像を観察しているが、本発明の立体視装置ではレンズ部を視点と画像との間に配置し虚像を観察しているという原理上の相違点がある。
【０１０４】
また、本発明の装置（実施例３および実施例４）の場合には、右側光学素子および左側光学素子の光軸は立体視装置の光軸側に傾いている。このように構成すると、右側光学素子の右端および左側光学素子の左側のレンズ収差を小さくすることができる。さらに、例えば右眼で左側光学素子を介して画像観察する際に、光学素子（例えばレンズ）の表面で起こる外部からの光の反射の影響が少なくなる。なお、当然のことであるが、左眼での画像観察の際も上記と同様である。
【０１０５】
また、実施例３および実施例４で示した右側光学素子と左側光学素子の接合部は多少離れていてもよい。この部分に例えば窓の桟に模したものを付けるようにすると、窓の向こう側に風景などが立体的に見える娯楽性のある装置の提供が可能となると同時に、右側と左側の光学素子の接合部分が隠れるので光学素子およびこれを組み立てる精度が低く済み、安価な装置を提供できるという利点がある。
【０１０６】
さらに、実施例３および実施例４の右側光学素子および左側光学素子は、それぞれ複数枚で構成することとしてもよい。ただし、その場合には立体視画像片は光学素子の数の２倍だけ用意する必要がある。また、視野レンズを光学系に追加することも可能である。
【０１０７】
図８、図９（ａ）、図１２（ａ）および図１２（ｂ）の装置で垂直視の装置とする場合は、傾斜角θは０度とし、立体視画像は通常の画像が分割されたものを観察する。
【０１０８】
（実施例５）
これまでの実施例で説明してきた立体視装置は全て、光軸方向に画像を配置する構成とされていたが、画像を配置する位置は必ずしも光軸方向に限る必要はない。
【０１０９】
図１１は、光軸上に凹面鏡を備えた立体視装置の構成例を説明するための図である。なお、この図に示した装置は設置型であるが、冊子型の装置構成とすることが可能なことはいうまでもない。
【０１１０】
この装置に設けられた窓１０４から左右両眼で覗いた場合の光軸１０２上には凹面鏡１０３が配置されており、装置の下面の画像表示部１０１上に置かれた右傾斜立体視画像１０５と左傾斜立体視画像１０６のそれぞれは凹面鏡１０３により反射されて観察者により認識される。
【０１１１】
凹面鏡による光の反射は凸レンズの屈折と同じ作用を奏するから、図６（ａ）に示した装置の凸レンズをこの図に示すように凹面鏡に換えても、同様の原理に基づく立体視装置を構成することができる。なお、当然のことではあるが、左右の傾斜立体視画像（１０５、１０６）は凹面鏡１０３で反射されるので鏡像とし、鏡像にした左右の傾斜立体視画像を観察者から見て上下反対として、左側に右傾斜立体視画像１０５を、右側に左傾斜立体視画像１０６を横に並置する。
【０１１２】
凹面鏡１０３は、傾斜角を有する画像からの光が反射して観察者の視点に到達するように、視点の前方側に傾けて配置する。また、窓１０４は視点と凹面鏡１０３との間に設置されて、遮光バリアと同じ作用をする。なお、凹面鏡の存在を隠すとより効果的である。
【０１１３】
左右の傾斜立体視画像（１０５、１０６）からの光は、光軸１０２上で交差して凹面鏡１０３に入射し、凹面鏡１０３で反射されて左右それぞれの眼に正常な像として到達することとなるから、左右両眼で同時に観察すると両眼視差立体視が可能となる。
【０１１４】
凹面鏡は像を拡大でき、かつ、偏角する角度も平面鏡に比較して大きく設定できるので、輻輳角を小さくできる。また、凹面鏡はレンズより大きくしても重量を軽くできるという利点がある。
【０１１５】
凹面鏡１０３を光軸１０２に垂直に配置し、視点と凹面鏡１０３の間にハーフミラーを下部が視点側に４５度傾斜するように設置し、傾斜立体視画像は観察者側を下にして、画像の下を画像の上より高くして傾斜角を付け（前のめりの状態になる）ハーフミラーの下に配置した構成にしてもよい。この装置では、左右の傾斜立体視画像１０５、１０６からの光は、上述したハーフミラーに反射し、４５度折れ曲がって凹面鏡１０３に入射し、凹面鏡１０３で反射した光はこのハーフミラーの方へと戻り、ハーフミラーを通過して左右の各眼に到達する。
【０１１６】
なお、凹面鏡は非球面鏡でもよい。また、装置全体を水平面で面対称に構成して、画像部を上に配置することも可能である。
【０１１７】
このような構成のほか、図１２（ａ）や図１２（ｂ）のように反射鏡（平面鏡または曲鏡）を備えるように装置を構成して、これらの反射鏡で画像を反射させることによっても同様の効果を得ることが可能である。
【０１１８】
図１２（ａ）に示した構成では、第１の反射鏡Ｍ１により反射された第１の左眼用画像Ｌ１および第２の反射鏡Ｍ２により反射された第２の左眼用画像Ｌ２が観察者の左眼で認識され、第１の反射鏡Ｍ１により反射された第１の右眼用画像Ｒ１および第２の反射鏡Ｍ２により反射された第２の右眼用画像Ｒ２が連続して観察者の右眼で認識され、これにより立体視が可能となる。
【０１１９】
また、図１２（ｂ）に示した構成では、第１の反射鏡Ｍ１により反射された第１の左眼用画像Ｌ１および第２の反射鏡Ｍ２により反射された第２の左眼用画像Ｌ２が観察者の左眼で、第１の反射鏡Ｍ１により反射された第１の右眼用画像Ｒ１および第２の反射鏡Ｍ２により反射された第２の右眼用画像Ｒ２が観察者の右眼で、認識されるとともに、第１および第２の反射鏡の後方に配置されている第３の反射鏡Ｍ３により反射された第３の右眼用画像Ｒ３および第４の反射鏡Ｍ４により反射された第３の左眼用画像Ｌ３が、それぞれ観察者の右眼および左眼で認識され、これにより立体視が可能となる。
【０１２０】
なお、このような構成とする場合には、各画像は鏡像とすることが必要であることはいうまでもない。図１２（ａ）および図１２（ｂ）で示した装置では、左右一対の反射鏡（Ｍ１とＭ２、Ｍ３とＭ４）が反射面側の角度が鈍角で配置されているが、前記角度を鋭角にして、各々の図で示した光路とは反対側に反射させる構成にすることも可能である。この場合、各々の画像の配置は左右および前後が反対になる。
【０１２１】
（実施例６）
上述した全ての実施例は、光軸を中心として画像を向いて光軸の右側に右眼を左側に左眼を置いたときに立体視観察が可能であり、装置の光軸の一方に両眼を配置して立体視を観察することはできない装置である。
【０１２２】
しかし、視点が移動して立体視観察可能領域を外れたとき、画像表示部に表示された画像を最適な位置に移動して表示し、これを繰り返せば、常に視点が立体視観察可能領域に収まることとなる。
【０１２３】
このような立体視装置は、コンピュータにより、図１３に示した以下のステップを実行可能に構成することで実現することができる。具体的には、先ず、観察者の視点を検出するための手段（例えばヘッドトラッキング装置など）で視点を検出する（Ｓ１１）。次に、ステップＳ１１で得られた値に基づいて、画像表示部であるディスプレイに表示する画像の表示位置を算出し（Ｓ１２）、算出された画像表示位置を表示位置として決定して（Ｓ１３）、当該位置に画像表示する（Ｓ１４）。これらのステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返し、画像表示位置を更新することにより、常にディスプレイの最適な位置に画像を表示する。なお、ステップＳ１４における画像表示に際しては、レンズ収差を考慮した画像補正を施して表示することとすることが好ましい。また、左右両画像の水平位置補正をしてもよい。
【０１２４】
これまでの実施例において、各傾斜立体視画像は必ずしも同一平面上になくてもよく、複数の画像を各画像面が１８０度以下の角度で交わるように、内曲または外曲の面取りスクリーン状および曲面状に配置してもよい。さらに、装置全体を頭部に装着するＨＭＤにしてもよく、携帯電話およびモバイルコンピュータ等に搭載することも可能である。
【０１２５】
前述の冊子式または設置式の装置で、射出瞳部である遮光バリアまたは観察用光学素子と立体視画像表示部とをセパレート式にしたり、立体視画像表示部を取り替え式にしたりして、観賞時に両者を組み合わせて使用する装置にすることも可能である。
【０１２６】
（第２実施形態）
本実施形態においては、従来の立体視装置と同様、図３（ａ）に示すように、光軸（ｚ軸）と立体視用画像面とは垂直に配置された装置を用いて説明を行なうが、上述の第１実施形態の立体視装置において採用されている傾斜を有する立体視用画像の技術を合わせて用いることもできる。すなわち、本実施形態に第１実施形態の構成を加えることにより、立体視洋画像を傾斜させることによる効果に加え、本実施形態による効果をさらに享受することができるが、傾斜を行なわず、すなわち傾斜角θを０とした場合も本実施形態の効果を得ることができるのである。なお、傾斜角０および垂直視とは、視軸と立体視画像面の縦方向との角度のことであり、横方向との角度は含まない。
【０１２７】
（実施例１）
図１４は、本実施形態の立体視装置の一例を説明するための図であり、この立体視装置では、立体視画像は傾斜していないが、図８に示すように傾斜立体視画像の上部を奥行き方向に傾けて配置し、所定の方向から観察するように光軸を傾斜させることもできる。
【０１２８】
光軸上の所定位置に、左側光学素子として頂角が光軸側を向いたプリズムＬ２を貼り合せた凸レンズＬと、右側光学素子として頂角が光軸側を向いたプリズムＲ２を貼り合せた凸レンズＲとがそれぞれ視点側から見て左右に配置されている。なお、この立体視装置もまた、折り畳み可能な一対の表紙を基体としたもので、不使用時には書籍（または手帳）のように折り畳むことのできる書籍形式（手帳形式）のものである（図８および１５で冊子基体を破線で表している）。
【０１２９】
以下では、視点より見て右側にある光学素子を右側光学素子、左側にある光学素子を左側光学素子と記し、光軸と交わる中央にある光学素子を中央部光学素子と記す。すなわち、「中央部光学素子」は素子の中心が光軸上に配置されているもの、「右側光学素子」は素子の中心が観察者から見て光軸の右側に配置されているもの、「左側光学素子」は素子の中心が観察者から見て光軸の左側に配置されているものとして各々が定義される。
【０１３０】
第１の表紙１５１の上には、第１の右立体視画像１５５ａ、第１の左立体視画像１５６ａ、第２の右立体視画像１５５ｂ、第２の左立体視画像１５６ｂが、この順序で所定の間隔を有するように配置されており、光軸と垂直になる（あるいは所定の傾斜角となる）ように第２の表紙１５２を展開した状態で開口部１５４を開いた光学素子支持部材１５３に設けられたプリズムＬ２を貼り合せた凸レンズＬ(左側光学素子)およびプリズムＲ２を貼り合せた凸レンズＲ(右側光学素子)を介して、所定の観察位置から各立体視画像を同時に観察する。なお、光学素子支持部材１５３は平板で構成され遮光板を兼ねている。
【０１３１】
右立体視画像１５５ａからの光束はプリズムＬ２付き凸レンズＬ(左側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して観察者の右眼に到達する。なお、各画像の光軸側を内側、光軸と反対側を外側と定義する。左立体視画像１５６ａからの光束はプリズムＬ２付き凸レンズＬ(左側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して観察者の左眼に到達する。右立体視画像１５５ｂからの光束はプリズムＲ２付き凸レンズＲ(右側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して観察者の右眼に到達する。左立体視画像１５６ｂからの光束はプリズムＲ２付き凸レンズＲ(右側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して観察者の左眼に到達する。ここで光学素子から出射した光が「外側に偏角して」いることに特別の意味があるが、この点については図９（ａ）を参照して後述する。
【０１３２】
したがって、観察者の左眼には第１の左立体視画像１５６ａと第２の左立体視画像１５６ｂが横方向に連続する左眼用画像として観察される一方、右眼には第１の右立体視画像１５５ａと第２の右立体視画像１５５ｂが横方向に連続する右眼用画像として観察される。
【０１３３】
ここで、第１の右立体視画像１５５ａと第２の右立体視画像１５５ｂは、１枚の右眼用画像を２分割したものである。従って、第１の右立体視画像１５５ａと右立体視画像１５５ｂを繋ぎ合わせると１枚の右眼用画像になる。これと同様に、第１の左立体視画像１５６ａと第２の左立体視画像１５６ｂは、１枚の左眼用画像を２分割したものであり、これらの左立体視画像を繋ぎ合わせると１枚の左眼用画像になる。
【０１３４】
また、凸レンズＲ及び凸レンズＬはレンズの元の光学中心が立体視装置の光軸と反対側にズレている偏心レンズである。偏心レンズを用いることで立体視画像からの光束をより大きく偏角させることが可能となる。
【０１３５】
さらに、右側光学素子および左側光学素子に、光軸側に頂角を向けたプリズムを偏心凸レンズにそれぞれ張り合わせしたので、凸レンズの偏心による偏角とプリズムの偏角とを合わせた偏角の値が得られる。このプリズムの頂角は７度である。
【０１３６】
なお、これらの偏心凸レンズとプリズムとを一体のプリズム体にしてもよい。これにより偏心凸レンズとプリズムの偏角が複合して作用するので光学素子を薄くすること又は収差を小さくすることが可能で、かつ、立体視用の左右画像が大きな画像である場合でも無理のない輻輳角での観察が可能となる。
【０１３７】
その上、前記右側光学素子および左側光学素子を観察者側に傾けて、前記右側光学素子および左側光学素子の光軸を観察者側に傾けている。これによってレンズ収差を低減できる。
【０１３８】
ここで、各立体視画像（１５５ａ、１５６ａ、１５５ｂ、１５６ｂ）は互いに所定の間隔を有するように配置されている。これらの間隔は、左右両眼の所定観察位置から観察した場合には死角となり、いわゆる「遊び」の領域となる。
【０１３９】
この空白部分にそれぞれの画像を延長すれば(最大空白部分の半分までとなるが)、視点の立体視可能領域に余裕(遊び)ができ、観察者が多少、頭を左右に動かしても立体視可能領域に収まる。このため、頭が多少動いても立体視が可能となるから、観察者の緊張が小さくなり疲労が低減される。本実施形態のいずれの実施例も上述の「遊び」の領域を含めることができる。
【０１４０】
また、レンチキュラ方式にある逆立体視やグレーゾーン(立体視が成立しているか成立していないか不明な領域)がないことに加え、左右画像の分割数が非常に少ない(従って接合部も少ない)ので立体視可能領域から外れたことが明確に視認できるので、自覚的に視点位置の修正が可能となり疲労軽減に効果がある。
【０１４１】
（実施例２）
図１４を参照して本実施形態の原理を実現する立体視装置および実施例を説明したが、以下でこの応用例をさらに説明する。本実施形態の立体視装置では、右側光学素子と左側光学素子との２つのプリズム付き凸レンズを備える構成として説明したが、このような２つのレンズを中心部で接合させて画像観察すると、人間の眼は中心部の感度が極めて高いために、レンズの接合部に起因する画像の継ぎ目が目立つ結果となる。そこで、本実施例の立体視装置では、このような画像の継ぎ目を左右にずらして継ぎ目を目立たなくすることを目的として、２つの凸レンズの間にもう１つの凸レンズ(中央部光学素子)を追加して、レンズの接合部を左右に振り分ける。この凸レンズの追加に対応させて、中央部光学素子用の右立体視画像片および左立体画像片を１枚ずつ追加する。
【０１４２】
図９（ａ）はこのような光学系の構成をとる立体視装置の構成概念図であり、その基本構成は図１４に示したものと同様であるので、簡略化のためにレンズと立体視画像の部分のみを示している。これらを上から見た図である。
【０１４３】
この立体視装置では、光軸を中心にして左右対称に、図中左側に第１の右立体視画像８１ａ、第１の左立体視画像８２ａおよび第２の右立体視画像８１ｂを配置し、右側に第２の左立体視画像８２ｂ、第３の右立体視画像８１ｃおよび第３の左立体視画像８２ｃを配置している。
【０１４４】
当然のことであるが、第１〜３の右立体視画像は１枚の右眼用画像を３分割したものであり、第１〜３の左立体視画像は１枚の左眼用画像を３分割したものであるから、これらの立体視画像を横に連結させると１枚の右眼用画像または左眼用画像となる。
【０１４５】
レンズ系は、中心の凸レンズＣの左右に、左右対称に凸レンズＬにプリズムＬを貼り合せたものと、凸レンズＲにプリズムを張り合わせたものを接合させ、これらのレンズを立体視画像と観察者の眼との間に配置する。
【０１４６】
なお、凸レンズＬと凸レンズＲはレンズの元の光学中心が立体視装置の光軸と反対側にズレている偏心凸レンズである。したがって偏心凸レンズとプリズムとの偏角の値が合計されて偏角が作用する。各凸レンズとプリズムを一体にしてもよく、中央部の凸レンズを含めた光学素子全体を一体に作製してもよい。
【０１４７】
第１の右立体視画像８１ａからの光束はプリズムＬ付き凸レンズＬ(左側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して右眼に到達する。第１の左立体視画像８２ａからの光束はプリズムＬ付き凸レンズＬ(左側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して左眼に到達する。中央部光学素子用の第２の右立体視画像８１ｂからの光束は凸レンズＣ(中央部光学素子)に入射し、出射して右眼に到達する。央部光学素子用の第２の左立体視画像８２ｂからの光束は凸レンズＣ(中央部光学素子)に入射し、出射して左眼に到達する。第３の右立体視画像８１ｃからの光束はプリズムＲ付き凸レンズＲ(右側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して右眼に到達する。第３の左立体視画像８２ｃからの光束はプリズムＲ付き凸レンズＲ(右側光学素子)に入射し、外側に偏角して出射して左眼に到達する。
【０１４８】
したがって、左右両眼で所定観察位置からプリズムＬ付き凸レンズＬ(左側光学素子)、凸レンズＣ(中央部光学素子)およびプリズムＲ２付き凸レンズＲ(右側光学素子)を介して各画像を同時観察すると、左眼では第１〜３の左立体視画像が横に連続した左眼用画像が、右眼では第１〜３の右立体視画像が横に連続した右眼用画像が、各々、無理のない輻輳角で観察される。
【０１４９】
ここで、前述した「左側光学素子に左右立体視画像からの光が入射して、外側（光軸と反対方向）に偏角して出射してそれぞれ左右眼に到達すること」の意味について説明する（右側光学素子も左右対称に考えればよいので説明は省略する）。外側に偏角するということは、上記左右立体視画像をより光軸の外側に配置することが可能なことで、同時に前記左右立体視画像の各々の横幅を大きくできるということである。
【０１５０】
これは凸レンズとそれに付加するプリズム及び偏心レンズ並びにレンズの光軸の傾きにも関係する問題なのでこれらを一括して説明する。
【０１５１】
図９（ｂ）を参照すると、図１（ａ）で示した凸レンズを横に単純に複数枚並べ、夫々の光学素子に対応する画像を用意すれば、１枚の凸レンズより広い視野が得られる（これはレンチキュラ方式とは微妙に異なる）。この場合には各々の凸レンズの光軸は平行になる。
【０１５２】
しかし、単純に凸レンズを並べ、これに対応する左右画像を所定位置に配置しただけでは画像が重複する現象が起きる（８２ａと８１ｂ、および、８２ｂと８１ｃ）。これを回避するには各々の画像の幅を小さくすればよいが、観察可能な領域が狭まり、視野が狭くなる(レンチキュラ方式では右画像および左画像の幅はこれに対応するレンズ幅の半分の幅にしている)。視野が狭い装置はこれでも良い。この場合でも、一対の右画像と左画像を結んだ中心とそれらに対応する光学素子の中心とを結んだ線が観察者側に傾いている等、レンチキュラ方式とは明らかに異なる構成である。さらに、視野が広い（すなわち画像の幅が大きい）装置にするためには下記の（イ）や（ロ）の構成にすることで実現することができる。  
（イ）凸レンズの偏角を大きくして、画像を光軸の外側方向に移動する。プリズム、偏心レンズなどで偏角を調整することが可能である。  
（ロ）光学素子そのものを観察者側に傾け、画像を光軸の外側方向に移動する。
【０１５３】
これらの構成によって、実用的なレンズ収差の範囲内で、例えば図９（ｂ）に示した装置で最適化した左右画像より大きな左右画像を観察可能になるが、前述したように「左側光学素子に前記光学素子に対応する左右立体視画像からの光がそれぞれ入射して、外側に偏角して出射してそれぞれ左右眼に到達する光路構成となる」のである。内側に偏角して出射した光路構成では画像幅が小さくなる。
【０１５４】
レンズ系は図９（ａ）に示した態様に限定する必要はなく、図１０（ａ）および（ｂ）に例示したように、中心の凸レンズの左右に配される凸レンズを観察者側に傾けないで接合したもの（図１０（ａ））、中心の凸レンズの左右に複数の凸レンズを配して構成されているもの（図１０（ｂ））などの他、これらのレンズ系の左右光学素子にプリズムを付加したものなどであってもよい。
【０１５５】
なお、図９（ａ）に示した立体視装置は、一見、レンズ数を少なくしたレンチキュラレンズ方式の立体視装置と類似しているが、レンチキュラレンズ方式では必要とされるレンズ数および短冊状画像が極めて多く、かつ各レンズの２分の１の幅の短冊状画像を規則正しく配列必要があり、レンズ数を数枚とした場合にはレンズが大きくなりすぎ立体視装置が事実上実現できない方法である。また、レンチキュラレンズ方式は画像の直前にレンズ部を密着させて実像を観察しているが、本発明の立体視装置ではレンズ部を視点と画像との間に配置し虚像を観察しているという原理上の相違点がある。すなわち、この点においても本実施形態は従来とは異なる原理により所定の効果を発揮していることが理解できる。
【０１５６】
（実施例３）
本実施形態の右側光学素子と左側光学素子の接合部は多少離れていてもよいが、この部分に例えば窓の桟に模したものを付けることもできる。本実施例は本実施形態の立体視装置の光学素子の部分に窓枠を模した図柄あるいは立体の窓枠を設けて立体視の効果をさらに高めるものである。
【０１５７】
図１５は、本実施例の窓枠付き立体視装置を示す図である。立体視画像１５５ａ、１５６ａ、１５５ｂおよび１５６ｂから出た光はミラー２、ミラー１により順次反射されて、透光部であるレンズ部を通ってそれぞれ右眼および左眼にはいり、立体像として認識される。立体視画像とレンズ部とは基体により固定されているが、本実施例ではレンズ部は透光部周縁部である窓枠１６３に囲われるように配置される。また、この窓枠１６３は、上部を屋根型に形成した装置壁面部である家形１６４の中央部に備え付けられている。本実施例では、家形１６４は下部が基体に固定されている。
【０１５８】
ここで、家形の蓋１６４は、辺１を回転軸にして箱状の基体（図１５では側面を省略してある）に開閉可能な状態で付けられているが、レンズ部を窓枠１６３に隠れるように設置し、観察者側から見てレンズ部があたかもガラスのように見えようにするとより効果的である。レンズ部は、図１４で示した光学素子１５４の構成とほぼ同じであり、レンズ部の左右の光学素子の構成は、既述したバリエーションが可能である。すなわち、凸レンズの組み合わせ、凸レンズにプリズムを組み合わせたもの、左右のレンズの光軸を観察者側に回転したもの等が可能である。
【０１５９】
また、本装置においても、光軸は立体視画像に対して垂直であるが、傾斜角を与えて傾斜立体視画像とすることもでき、立体視画像はレンズ部の光学素子に対応して左右画像が分割され、第１右立体視画像１５５ａ、第１左立体視画像１５６ａ、第２右立体視画像１５５ｂ、第２左立体視画像１５６ｂの順番に並べられる。ここで、立体視画像は写真、またはディスプレイでもよいが、ディスプレイの場合は、表示を制御する回路またはコンピュータで行なう。光路構成は、図１４で示した装置と基本的に同一であるが、レンズ部と立体視画像の間にミラー１およびミラー２を設置し、光路を折り曲げ、装置をコンパクトにしている。
【０１６０】
本実施例も折り畳みが可能であり、図１６および１７に折り畳みの機構の一例を示す。折り畳みは、辺1を回転軸にして家形を開閉して行なわれる。ミラー１、ミラー２、部材1、部材2がリンクして平行クランクを形成する。これらが支持材1で蓋に相当する家形１６４に止められている。閉じるときは、辺1を回転軸にして家形を閉じる。同時に、ミラー１、ミラー２、部材1、部材2で形成された平行クランクをつぶし、家形１６４の方向に回転して平坦にする。立体視画像も基体の中へ折りたたんで収納される。図１６および１７では図が複雑になるので、折り畳みの機構を省略しているが、第１実施形態と同様の機構とすることができる。
【０１６１】
本実施例の立体視装置は折りたたみ式であるが、折り畳み式ではなく、設置型の家とすることも可能である。反射鏡を１枚とすることもできる。この場合は画像を鏡像とすることにより対応可能であり、あるいは反射鏡なしに構成することも可能である。
【０１６２】
このようにして、本実施例の立体視装置を使用するときは家の内部あるいは外部から覗き込むような形になり、自然な立体感が得られることになる。ここで、窓枠１６３は立体的に形成されたものであるが、さらによりリアルな窓枠としたり、単に窓枠様の図柄をプリントしたりする等、観察者が窓枠と認識できるものであれば、いずれの態様であっても良い。また、家形１６４も同様に図１５に示すものと異なるものであっても、家の形を模したものであれば、いずれの形のものとすることもできる。
【０１６３】
窓の中の情景または窓の外の景色として、主に窓に対して観察者と反対側に立体像を結像する。ただし、窓から立体像が観察者側に飛び出る場合もある。このことによって、立体として形成されている窓のガラスの向こう側に窓ガラスを介して情景が見える状況が得られる。窓の周りに家又は室内を形成することによって、単に立体像を結像する手助けをする眼鏡以上のものとして、立体像を利用したオブジェクトとしての玩具（この場合はマイハウス）ができる。
【０１６４】
家形１６４は、外壁と見立てれば窓の向こうは室内となる。このとき、窓の向こうに結像する人物の立体像は居住者に見える。部屋を表すときは、家形１６４を内壁と見立てると窓の向こうは屋外となる。
【０１６５】
以上、本実施例によると立体またはプリントで形成されている窓枠と、窓の開口部を介して見える情景（立体像）が違和感なく連続して観察できる。立体像によって形成された情景は窓に設置したレンズ系を介して結像するので、不純物の多い透明窓ガラスを介した情景として想定すれば、立体像の品質（解像度）が低くても、十分観賞に耐えられる。品質の低いプラスティックレンズを使用しても逆にリアル感が得られ、その上コストを低減することもできる。
【０１６６】
また、レンズ部に窓の桟を付けることで、装飾と同時にレンズの接合面を隠すことができ、接合精度が低くすることにより、コストをさらに低減することができる。通常、観察者が立体視像を観察する場合、透明な光学素子は存在しないものとして認識するが（このときは、当然、透明度が高いことが必要である）、本実施例では透明な光学素子は窓ガラスとして認識されるので、透明度が低くてもよいのである。以上により、窓枠を設置することによってさらに効果的である。
【０１６７】
また、本実施形態の装置の場合には、右側光学素子および左側光学素子の光軸は立体視装置の光軸側に傾いている。このように構成すると、右側光学素子の右端および左側光学素子の左側のレンズ収差を小さくすることができる。さらに、例えば右眼で左側光学素子を介して画像観察する際に、光学素子（例えばレンズ）の表面で起こる外部からの光の反射の影響が少なくなる。なお、当然のことであるが、左眼での画像観察の際も上記と同様である。
【０１６８】
さらに、本実施形態の右側光学素子および左側光学素子は、それぞれ複数枚で構成することとしてもよい。ただし、その場合には立体視画像片は光学素子の数の２倍だけ用意する必要がある。図９（ａ）で示したレンズ部のように中央部光学素子を有する構成とすることも可能である。また、視野レンズを光学系に追加することも可能である。
【０１６９】
図１４、図９（ａ）、図１２（ａ）および図１２（ｂ）の装置で垂直視の装置ではなく、傾斜角θを０度と異なるものとする場合、上述の第１実施形態の傾斜立体視画像を分割したものを使用する。
【０１７０】
（実施例４）
これまでの実施例で説明してきた立体視装置は全て、光軸方向に画像を配置する構成とされていたが、画像を配置する位置は必ずしも光軸方向に限る必要はない。
【０１７１】
図１２は、光軸上に反射鏡を備える立体視装置の構成例を説明するための図である。なお、この図に示した装置は設置型であるが、冊子型の装置構成とすることが可能なことはいうまでもない。このように反射鏡（平面鏡または曲鏡）を備えるように装置を構成して、これらの反射鏡で画像を反射させることによっても同様の効果を得ることが可能である。
【０１７２】
図１２（ａ）に示した構成では、第１の反射鏡Ｍ１により反射された第１の左眼用画像Ｌ１および第２の反射鏡Ｍ２により反射された第２の左眼用画像Ｌ２が観察者の左眼で認識され、第１の反射鏡Ｍ１により反射された第１の右眼用画像Ｒ１および第２の反射鏡Ｍ２により反射された第２の右眼用画像Ｒ２が連続して観察者の右眼で認識され、これにより立体視が可能となる。
【０１７３】
また、図１２（ｂ）に示した構成では、第１の反射鏡Ｍ１により反射された第１の左眼用画像Ｌ１および第２の反射鏡Ｍ２により反射された第２の左眼用画像Ｌ２が観察者の左眼で、第１の反射鏡Ｍ１により反射された第１の右眼用画像Ｒ１および第２の反射鏡Ｍ２により反射された第２の右眼用画像Ｒ２が観察者の右眼で、認識されるとともに、第１および第２の反射鏡の後方に配置されている第３の反射鏡Ｍ３により反射された第３の右眼用画像Ｒ３および第４の反射鏡Ｍ４により反射された第３の左眼用画像Ｌ３が、それぞれ観察者の右眼および左眼で認識され、これにより立体視が可能となる。
【０１７４】
なお、このような構成とする場合には、各画像は鏡像とすることが必要であることはいうまでもない。図１２（ａ）および図１２（ｂ）で示した装置では、左右一対の反射鏡（Ｍ１とＭ２、Ｍ３とＭ４）が反射面側の角度が鈍角で配置されているが、前記角度を鋭角にして、各々の図で示した光路とは反対側に反射させる構成にすることも可能である。この場合、各々の画像の配置は左右および前後が反対になる。
【０１７５】
（実施例５）
上述した全ての実施例は、光軸を中心として画像を向いて光軸の右側に右眼を左側に左眼を置いたときに立体視観察が可能であり、装置の光軸の一方に両眼を配置して立体視を観察することはできない装置である。
【０１７６】
しかし、視点が移動して立体視観察可能領域を外れたとき、画像表示部に表示された画像を最適な位置に移動して表示し、これを繰り返せば、常に視点が立体視観察可能領域に収まることとなる。
【０１７７】
このような立体視装置は、コンピュータにより、図１３に示した以下のステップを実行可能に構成することで実現することができる。具体的には、先ず、観察者の視点を検出するための手段（例えばヘッドトラッキング装置など）で視点を検出する（Ｓ１１）。次に、ステップＳ１１で得られた値に基づいて、画像表示部であるディスプレイに表示する画像の表示位置を算出し（Ｓ１２）、算出された画像表示位置を表示位置として決定して（Ｓ１３）、当該位置に画像表示する（Ｓ１４）。これらのステップＳ１１〜Ｓ１４を繰り返し、画像表示位置を更新することにより、常にディスプレイの最適な位置に画像を表示する。なお、ステップＳ１４における画像表示に際しては、レンズ収差を考慮した画像補正を施して表示することとすることが好ましい。また、左右両画像の水平位置補正をしてもよい。
【０１７８】
（実施例６）
これまでの実施例において、各立体視画像は必ずしも同一平面上になくてもよく、複数の画像を各画像面が１８０度以下の角度で交わるように、内曲または外曲の面取りスクリーン状および曲面状に配置してもよい。さらに、装置全体を頭部に装着するＨＭＤにしてもよく、携帯電話およびモバイルコンピュータ等に搭載することも可能である。本実施例は、本実施形態の立体視装置をＨＭＤの形態で提供するものである。
【０１７９】
図１８、１９、２０および２１は、本実施例のＨＭＤ立体視装置の概略を示す図である。すなわち、本実施例は上述の実施形態の立体視装置をＨＭＤとして使用するため、頭部に装着して立体視装置を固定する装置固定部を備えたものであり、立体視の基本的な構造は既に説明したものと同様である。図２０、２１に示すように、覗く部分以外はカバーで覆われ、レンズ部を眼より少し離した所定位置に設置する。眼より「少し離した」とは通常の眼鏡よりも離れているという意味である。
【０１８０】
レンズ部は、図１８に示すように左側光学素子、中央光学素子と右側光学素子で構成されており、光路構成は既述したとおりである。立体視画像はレンズ部の構成に対応し、第1右立体視画像２０１ａ、第1左立体視画像２０２ａ、第2右立体視画像２０１ｂ、第2左立体視画像２０２ｂ、第3右立体視画像２０１ｃ、第3左立体視画像２０２ｃの順番で所定位置に一対の各画像の視軸が垂直視に成るように配置する。
【０１８１】
ここで、レンズ部は上述の第１および２実施形態で用いられた他の構成でもよく、その場合、立体視画像はレンズ部の各光学素子の構成に合わせた構成として所定位置に配置する。また、図１９に示すようにレンズ部と立体視画像の間に反射鏡を配置して、光路を折り曲げ、全体としてコンパクトな装置とすることも可能である。なお、図２０に示す装置の一部のうち、破線で示されている部分はカバーと開口部であり、各画像は１枚または複数の湾曲した表示面に表示することもできる。
【０１８２】
従来のＨＭＤにおいては、右眼と左眼とに別々の光学素子を割り当て、その光学素子を各眼の直前の光軸上に配置する構造となっていた。しかし、この構造により光学素子を各眼の直前に設置するため小さくできたが、逆に両眼の中間では視界を遮断することとなり、寄り眼にしたとき視界が制限されるという問題がある。
【０１８３】
本実施例では、この問題を解決するため上述の構成をとることにより、両眼の中間に視界を遮断するものがなくなり、視野が広くなって画像を連続的に感知することができるようになる。例えば、第1右立体視画像を観察する右眼の視線は寄り眼でも視野が遮断されないので、ストレスの少ない開放的な視野が得られるのである。本実施例の装置は、そのような利点を有しながらＨＭＤとして頭部に装着することにより、光学素子と眼の位置関係が固定でき、頭部の移動による光学素子を介して観察した画像のズレを少なくすることができる。また、各画像を１枚または複数の湾曲した表示面に表示しても良い。ただし、各画像は歪み補正する。
【０１８４】
なお、他の実施例と同様、立体視画像を視軸に対して奥行き方向に傾斜させる構成とし、傾斜立体視画像を使用することも可能である。また、本実施形態における凸レンズは、シリンダーレンズ、非球面レンズであってもよく、組み合わせレンズであってもよい。
【０１８５】
前述の冊子式または設置式の装置で、射出瞳部である遮光バリアまたは観察用光学素子と立体視画像表示部とをセパレート式にしたり、立体視画像表示部を取り替え式にしたりして、観賞時に両者を組み合わせて使用する装置にすることも可能である。また、横方向に複数枚で構成されたレンズ部は、横方向の組み合わせを１セットとして縦方向に複数枚配列しても良い。この場合、画像もこれに対応して縦方向に分割して組み合わせる。個々のレンズ厚を薄くすることができる。
【０１８６】
上記実施の形態は本発明の立体視装置の構成を例示するものに過ぎず、本発明の構成を限定するものではないことは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
本発明は、立体視観察が容易でかつコンパクトな立体視装置の提供を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】立体視の原理を説明するための図で、（ａ）は１枚の凸レンズで左右画像を分離する基本的原理を説明するための図、（ｂ）は右眼用画像および左眼用画像のペアを多数設けてディスプレイとしこれらの画像ペアに対応するようにレンズの群を画像の直前に用意したレンチキュラ方式を説明するための図である。
【図２】パララックス・デバイダ方式による立体視の原理を説明するための図である。
【図３】本発明の立体視装置の構成原理を説明するための概念図で、（ａ）は光軸（ｚ軸）と立体視用画像面とが垂直となるように構成した状態の図であり、（ｂ）は光軸（ｚ軸）と立体視用画像面が垂直からずれるように構成した状態の図である。
【図４】（ａ）は傾斜立体視画像の作製方法を説明するための図、（ｂ）は得られた傾斜立体視画像の様子を説明するための図である。
【図５】本発明の立体視装置の第１の構成例を説明するための図で、（ａ）は使用時の状態、（ｂ）は収納時の状態を説明するための図である。
【図６】本発明の立体視装置の第２の構成例を説明するための図で、（ａ）は使用時の状態、（ｂ）は収納時の状態を説明するための図である。
【図７】図６（ａ）に示した交差法による立体視装置に左眼用、右眼用それぞれ１つずつの凸レンズの射出瞳を設けて平行法による立体視装置とした例を説明するための図である。
【図８】本発明の立体視装置の第３の構成例を説明するための図である。
【図９】画像の継ぎ目を左右にずらして継ぎ目を目立たなくする光学系（中央部光学素子）を備えた立体視装置の構成概念図で、（ａ）は本発明の立体視装置の第４の構成例を説明するための図、（ｂ）は図１（ｂ）に示した光学系を単純に横に並べた構成例を説明するための図である。
【図１０】レンズ系の構成例を説明するための図で、（ａ）は中心の凸レンズの左右に配される凸レンズを観察者側に傾けないで接合したもの、（ｂ）は中心の凸レンズの左右に複数の凸レンズを配して構成されているものである。
【図１１】凹面鏡を備える装置構成の例を説明するための図である。
【図１２】反射鏡を備える装置構成の例を説明するための図である。
【図１３】常に視点が立体視観察可能領域に収まることを可能とするためのフローチャートである。
【図１４】本発明の立体視装置の一実施例を説明するための図である。
【図１５】本発明の立体視装置の一実施例を説明するための図である。
【図１６】本発明の立体視装置の一実施例を説明するための図である。
【図１７】本発明の立体視装置の一実施例を説明するための図である。
【図１８】ＨＭＤを備える装置構成の一実施例を説明するための図である。
【図１９】ＨＭＤを備える装置構成の一実施例を説明するための図である。
【図２０】ＨＭＤを備える装置構成の一実施例を説明するための図である。
【図２１】ＨＭＤを備える装置構成の一実施例を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１８９】
１１、６８、６８ａ、６８ｂ、１４８、１４８ａ、１４８ｂ  凸レンズ
１２  ディスプレイ
１３  レンチキュラレンズ
２１、５３、６３、１４３  遮光バリア
２２、５４、７４、１５４  開口部
３１  射出瞳
３２  立体視用画像
３３  側面
３４  虚像
４１、１０２、１９２  光軸
４２  右眼用画像
４３  左眼用画像
４４  右眼視線
４５  左眼視線
４６  右射影面
４７  左射影面
４８  右射影像
４９  左射影像
５１、６１、７１、１４１、１５１  第１の表紙
５２、６２、７２、１４２、１５２  第２の表紙
５５、６５、１０５、１４５、１９５  右傾斜立体視画像
５６、６６、１０６、１４６、１９６  左傾斜立体視画像
５７、６７、１４７  ストッパ
７３、１５３  光学素子支持部材
７５ａ、８１ａ、１５５ａ  第１の右傾斜立体視画像
７６ａ、８２ａ、１５６ａ  第１の左傾斜立体視画像
７５ｂ、８１ｂ、１５５ｂ  第２の右傾斜立体視画像
７６ｂ、８２ｂ、１５６ｂ  第２の左傾斜立体視画像
８１ｃ  第３の右傾斜立体視画像
８２ｃ  第３の左傾斜立体視画像
１０１、１９１  画像表示部
１０３、１９３  凹面鏡
１０４、１９４  窓
１６３  窓枠
１６４  家形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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